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Modbus通讯协议原理

2023-02-02 09:51:41| 来源：聚英电子| 次| 0次

Modbus通信协议，作为造成工业物联网的基础架构，Modbus是OSI模型第7层上的应用层报文传输协议，在连接至不同类型总线或网络的设备之间提供客户机/服务器通信。而关于其原理，聚英电子有话说。

　　什么是协议?

　　首先，让我们知道什么是协议。协议是用于通信技术的语言，就像日常对话的语言一样。比如其中一个叫protocols的协议，左边是“1”，右边是“2”。

　　什么是Modbus协议?

理解了“协议”的概念后，我们再来看看什么是Modbus协议。Modbus是一种串行通信协议，是Modicon公司(现为施耐德电气所有)于1979年发布的一种总线协议，用于与其可编程逻辑控制器(PLC)进行通信。

Modbus通讯协议

　　Modbus是一种简单的客户机/服务器型应用协议，其通信遵循以下的过程：

　　客户端准备请求并向服务器发送请求;

　　服务器分析并处理客户端的请求，然后向客户端发送结果;

　　如果出现任何差错，服务器将返回一个异常功能码。

　　Modbus协议详解

　　Modbus事务处理

　　统一的标准

　　Modbus串行链路、ModbusPLUS和ModbusTCP/IP使用的是一种统一的应用协议，因而使得信息从一个网络传输到另一个网络而不需改变通讯协议成为了可能。

　　当Modbus在TCP/IP上实施时，用户还可以从IP路由功能中得益，使得分布于世界任何地方的设备之间都可以进行通讯。施耐德电气还提供了全面的网关，用于实现ModbusTCP/IP网络与现有的ModbusPLUS或Modbus串行链路网络之间的互连。

　　IANA委员会给施耐德电气公司分配了一为大家熟知的TCP502端口，以专为Modbus协议保留。由此可见，Modbus协议现在已经成为Internet标准。Modbus和ModbusTCP/IP也被IEC61158国际标准承认为一种现场总线，同时由ITEI管理的中国国家标准。

　　Modbus拥有著名的TCP端口502

　　ModbusTCP/IP是唯一个被分配到互联网端口的工业以太网专题"工业以太网协议!

　　23-Telnet远程登录协议

　　21-FTP文件传输协议

　　161-SNMP简单网络管理协议

　　25-SMTP简单邮件传输协议

　　53-DNS域名解析服务

　　110-POP3邮局协议

　　80-HTTP超文本传输协议

　　67-BOOTPS引导程序协议服务器

　　502-ModbusMODBUSTCP端口

　　串行端口和以太网存在多个版本的Modbus协议，最常见的是ModbusTCP、ModbusRTU、ModbusASCII和ModbusPlus。

　　ModbusASCII协议

　　ModbusASCII协议基于ModbusRTU协议，将指令转换为ASCII字符进行传输。例如ModbusRTU协议需要传输“12”，只需要一个字节。ModbusASCII协议需要将“1”转换为“31”，将“2”转换为“32”，然后需要两个字节来传输。因此，ModbusASCII效率低，利用率低。

　　ModbusPlus协议

　　ModbusPlus协议，俗称MB+，是一种高速现场总线网络、典型的令牌总线网络和局域网系统，特别适用于工业控制应用。

　　ModbusTCP协议

　　ModbusTCP协议用于管理和控制自动化设备，涵盖了使用TCP/IP协议在“Intranet”和“Internet”环境中使用Modbus消息。可将其视为运行在以太网ModbusRTU协议。

　　ModbusRTU协议

　　Modbus协议是设备之间运行的协议，或者说设备之间必须有ModbusRTU协议!这是Modbus协议规定的，默认模式必须是RTU协议。帧结构一般由地址、功能码、数据和校验组成。

　　为什么Modbus协议风靡一时?

　　到目前为止，似乎还没有看到Modbus协议为何如此受欢迎。一起来了解一下吧。

　　Modbus已经成为工业领域通信协议的行业标准(Defacto)，现在是工业电子设备之间的一种通用连接方式(一种工业标准)。此外，应用还有三个主要关键：

　　公开出版，无版权要求。

　　易于部署和维护。

　　更改本地位或字节没有太多限制。